هندسه دوجيني و كريستال‌هاي برف
شكل فوق انطباق رسم ستاره داوود توسعه يافته و
عكس يك كريستال برف را نشان مي‌دهد ، شايد شكل فوق براي ما زياد جالب
نباشد ولي اين تصوير براي علاقمندان به هنرهاي زيبا ، طراحي و گرافيك
فوق‌العاده جالب است ، كافي است كه محل گذر خطوط موازي را از هر شش جهت
به دقت برسي كنيد و به شگفتي‌هاي اين انطباق دست يابيد . كريستال‌هاي
برف در ساختار كريستالي خود ، كاملا از اين رسم هندسي تبعيت مي‌كنند و اين
موضوع مربوط به زاويه پيوند شيميايي عناصر اكسيژن و هيدروژن و پيوندهاي
ملكولي ( يا هيدروژني ) آب در داخل شبكه كريستالي يخ ميشود كه در مباحث بعدي در مورد
زواياي پيوندهاي شيميايي و ساختار هندسي كريستال‌ها و رابطه آنها با
رسم ستاره داوود توسعه يافته ، مطالبي ارايه خواهد
شد . يكي از شگفتي‌هاي خلقت خداوند متعال اين است كه از اول آفرينش تا
آخر خلقت ، هيچ دو كريستال برف منجمد شده شبيه به هم و يكساني را نمي‌توان يافت ،
در واقع شكل اين كريستال‌ها انحصاري بوده و هيچ وقت تكرار نمي‌شوند و
بينهايت شكل ميتوان براي كريستال برف تصور نمود .
در شكل فوق محل تقاطع و مسير گذر خطوط را برسي
كنيد .
به هر تعداد از كريستال‌هاي برف را كه مشاهده و
برسي كنيم در نهايت به نتيجه مشابه قبلي مي‌رسيم . در واقع هيچ كريستال
برف را نمي‌توان يافت كه تناسبات موجود در شكل توسعه يافته ستاره داوود
را نقض كند . فقط اين موضوع را همواره بايد به ياد داشته باشيم كه با
جزيي‌ترين حرارت محيطي بالاي صفر درجه اين كريستال‌ها تغيير شكل داده و
ذوب ميشوند .
اين كريستال‌ها به قدري زيبا هستند كه ذوب شدن آنها انسان را
اندوهگين مي‌كند ولي ذوب شدن آنها ، حياتي نو به طبيعت مي‌دهد و اين
خود تسلي بخش و باعث برطرف شدن اندوه است و از طرف ديگر اين كريستال‌ها
در شكلها و طرح‌هاي ديگري مجددا شكل مي‌گيرند كه تصوير آنها ميتواند
ياد و خاطره قبلي‌ها را زنده كند .
همانطور كه از شكل فوق مشخص است اين كريستال 12
پر است كه پره‌ها دو به دو در كنار هم قرار گرفته‌اند . در واقع اين
كريستال ، دو كريستال برف 6 پر در هم ادغام شده ( كريستال دو قلو ) است
. اين كريستال دو قلو زماني بوجود مي‌آيد كه دو جوانه كريستال برف به
هم چسبيده و با هم شروع به رشد كنند .
محمدرضا طباطبايي 18/8/86
http://www.ki2100.com
"
دانه‌هاي برف ، كريستالهايي از يخ هستند . كريستال يا بلور ماده‌اي است
كه
مولكولهاي سازنده آن به شيوه خاصي آرايش يافته‌اند كه به آن شبكه بلوري
می‌گويند . مولكولهاي آب در يخ ، شبكه‌اي شش گوشه تشكيل مي‌دهند
كه عكس
آنها را در اين جا می‌بينيد . هر گلوله قرمز نماينده يك اتم اكسيژن است
و هر ميله خاكستري يك اتم هيدروژن را نشان می‌دهد .
در ازاي هر اكسيژن دو هيدروژن وجود دارد كه همان ساختمان معمول H2O
است .
البته بايد توجه كرد كه برف ، قطرات يخ زده باران نيست . اين قطرات يخ
زده يا تگرگ ، الگوي پيچيده و منظم دانه‌هاي برف را ندارند . بلورهاي برف
از تراكم مستقيم بخار آب به يخ تشكيل می‌شوند كه فرآيندي است كه در
ابرها روي می‌دهد . الگوي زيباي دانه‌هاي برف با رشد كريستال به وجود
می‌آيد .
شكل پايه و اصلي بلورهاي برف ، منشور شش گوشه‌اي است كه در شكل زير
می‌بينيد :
اين شكل به اين دليل رخ می‌دهد كه بعضي سطوح بلور ، كه به آن وجوه رشد
می‌گويند بسيار به آهستگي رشد می‌كنند .
منشور شش گوشه ، دو وجه قاعده شش گوشه و 6 وجه مستطيلي دارد كه در شكل
می‌بينيم . بنابراين اگر اين منشور بخواهد رشد كند دو راه برايش وجود
دارد :
از راه قاعده و يا از راه وجه‌هاي جانبي و در اثر رشد شكلهاي
صفحه مانند يا ستون مانند پديد خواهند آمد . اينكه كدام يك از شكلها
پديد بيايند و بلور براي رشد كدام راه را انتخاب كند ، به سرعت رشد هر
سطح بستگي دارد .
بعضي دانه‌هاي برف همين منشورهاي شش گونه ساده هستند اما اكثر آنها
شكلهاي پيچيده‌تري دارند . يعني انواع متفاوتي از بلور وجود دارد . حالا
بايد ديد كه تحت چه شرايطي انواع مختلف بلور پديد می‌آيد ؟ اين نكته
كليدي در درك بلورهاي برف است . اگر سعي كنيم كه اين بلورها را در
آزمايشگاه و تحت شرايط معين درست كنيم ، می‌فهميم كه شكلهاي متفاوت به
دما و درجه رطوبت موجود در محيط رشد بلور ، بستگي دارد . اين رفتار را در
" نمودار مورفولوژي" می‌بينيم كه نشان می‌دهد كه تحت شرايط مختلف ، شكل
بلور چگونه خواهد بود .
به اين نمودار توجه كنيد . شكل بلور بيش از هر چيز به دما بستگي دارد .
در حوالي دماي 2- درجه سانتيگراد شكل صفحه‌اي بلورها به شكل ستوني
تبديل می‌شود و دوباره در نزديكي 15- درجه سانتيگراد دوباره به شكل
صفحه‌اي می‌رسيم و با رسيدن به دماي 30- درجه شكل بلورها مخلوطي از
صفحه‌اي و ستوني است .
با دقت بيشتر متوجه می‌شويم كه در رطوبت پايين ، بلورهاي برف شكلهاي
ساده‌تري دارند و در رطوبتهاي بيشتر به سمت شكلهاي پيچيده‌تر می‌روند .
دو شكل حدي يعني سوزنهاي باريك و دراز و صفحه‌هاي پهن نازك كه در دماي
5- و 15- رخ می‌دهند ، هر دو در شرايط رطوبت نسبتاً بالا پديد می‌آيند .
"
منبع : سايت تبيان
